生物医用材料论文

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学号：2012128041姓名：XXX院别：物电院专业班级：XXXXX生物医用材料学习了生物医用材料，让我了解了许多的知识。这个课程分五讲，在第一讲中，介绍了生物医用材料的绪论。首先是生物医用材料的概况。生物医用材料就是指用于生物系统疾病的诊断、治疗、修复或替换，生物体组织或器官，增进或恢复其功能的特种功能材料。它的研究领域涉及了材料学、医学、生命科学等。属于交叉科学。就我们大家所知道的生物医用材料有隐形眼镜、人工心脏、牙齿纠正器、创可贴以及手术缝合线等。所以，生物医用材料的使用范围是很广的。其中，生物医用材料的分类，可按其属性分为无机材料、金属材料、高分子材料和复合材料。也可按其应用分为骨科、齿科、抗凝血等，更可按其监管分为医疗器械材料。那么什么是医疗器械呢？医疗器械就是指单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其它物品，包括所需要的零件。旨在达到诊断治疗等作用。而产品的分类，又分为三大类。第一类是用于体表治疗的，第二类是用于和人体有直接接触的诊断或治疗仪器。如电子血糖仪等。第三类是需要永久性植入人体的医疗器械或重大疾病的诊疗化验设备。如心脏起搏器等这些产品涉及了一些监管问题。在中国，它是归国家食品药品监督管理总局。 下面来讲一下生物医用材料的应用。首先是骨组织的修复。骨组织疾病，造成的原因有创伤、交通事故、自然灾害或人口老龄化等。而在这些疾病中修复材料需求巨大。因而再制造上就要仿制骨组织的组成。如由多级有序组装纳米材料结构制成的骨头。它是典型的纳米材料。还有一些针对骨缺损制成的材料，如生物陶瓷、胶原材料、尼龙材料和磷酸钙骨水泥。课程中重点讲了商品化的cpc水泥材料。在研究复合材料骨之前，国际已经在研究活性人工骨了。就是用一些有活性的东西，去诱导骨的生长。还有一些人工关节及皮肤的修复、人工肾、人工心脏瓣膜等。瓣膜是针对心脏的，而针对心脏的还有人工支架。科学家们对于人工血液也有很大的研究。人们对生物医用材料的研究也有很多。主要是根据材料和人体的相互作用来研究的。它需要先关注材料的相容性、生物活性、生物降解性等。所以，生物医用材料的发展前景也很大。它有很大的经济附加值。今年来，我国的生物医用材料通过进口的方式减少了。 下面讲一下生物医用无机材料。它是指由无机物单独或混合其它物质制成的材料，以医疗为目的的无机材料。生物医用无机材料的性能特点有：化学稳定性好、生物相容性好、易于灭菌，但是它也较难成型加工。而且脆性比较大。按照材料的性质来分，有生物陶瓷、生物玻璃、生物玻璃陶瓷、骨水泥、生物无机复合材料。从反应水平来讲，分为生物惰性材料和生物活性材料。现在来具体讲述。生物陶瓷分为惰性的和活性的。生物惰性陶瓷它的化学稳定性高、耐氧化耐腐浊，而且机械强度高，耐磨，与骨组织无化学结合。具有代表性的是氧化铝陶瓷。它被用在许多的地方，如牙齿等。碳素材料在医学上的应用也比较多，还有羟基磷灰石材料。近年来用的整形、整容材料就用了羟基磷灰石。生物活性玻璃或生物玻璃陶瓷的强度都比较高。常见的生物活性玻璃这里就不再讲了。骨水泥就是磷酸钙骨水泥。而骨水泥的主要作用是修复骨头的空洞或断裂，常用于骨折病人。生物医用无机材料的发展趋势也很值得我们关注。它包括复合材料，如ha与高分子材料结合；复合生理火星物质的无机材料，如生物陶瓷bmp复合；还有纳米ha的特殊效应，如纳米ha的选择性抑癌作用。这些材料都有很大的发展前景，值得我们继续研究探索它。至于生物医用金属材料，就是指金属或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。而生物医用金属材料就是以医疗为目的的一类生物医用材料。它包括不锈钢、钛、钛合金、镍钛合金，还有其他的一些材料。他和陶瓷材料、高分子材料相比。力学性能比较有优势。同时它在体内的耐磨损、耐腐蚀性能、抗老话性也相对比较好。金属材料的韧性也比其它材料好。而且金属材料是人类最早利用的生物医用材料之一。 生物医用金属材料，从总体上讲有几个突破的性能。首先，它有优良的机械强度和抗疲劳性能，其次它还有良好的生物相容性。即生物的反应小，无不良刺激、不引起毒素反应、免疫反应、不自癌，利于愈合和附着。它更有优良的抗腐蚀性。而考察金属材料的特性，排在第一位的，是它的毒性。毒性的来源是金属表面离子或原子因腐蚀或磨损进入生物组织。毒性会作用于细胞，抑制酶的活力，阻止阻止酶的扩散和破坏溶酶体。它会与体内物质生成有毒化合物。进入组织液引起水肿、栓塞、感染和肿瘤等。而金属材料的降毒措施有三个方面：一是合金化，二是提高光洁度，三是表面处理，加涂层。生物医用金属材料的抗腐蚀性能也是植入后成败的关键。它需要防止生理电解质的作用。蛋白质、没和细胞的作用。应力与磨损的作用。金属的耐磨性能则会影响植入摩擦器件的寿命。产生有害的金属微粒或微屑，导致炎性、毒性反应。改善措施是提高硬度。表面处理或合理配置摩擦剂。常用的生物医用金属材料有纯钛和钛合金、形状记忆合金等至于金属材料的制备过程，这里就不再多讲了。而生物医用材料的发展方向，是向着提高表面的生物活性、提高表面的耐磨性能，提高表面的耐腐蚀进行的还有就是降低材料的性价比，使它更便宜适用于更大人群。 那么，什么是生物医用高分子材料呢？高分子材料是以分子量一般在5000以上的有机化合物为主要组成的材料，其化学组成都是有一种或几种简单的低分子重复而成。而医用高分子材料就是以医疗为目的的高分子材料。它的分子结构、化学组成和理化性质与生物体组织最接近。是生物医用材料中的重要组成部分。主要用于外科修复、理疗康复、诊断检查、患病治疗等医疗领域。而且它是发展最早、应用最广泛、用量最大的一个。生物医用高分子材料在医用上有一些基本的要求。它要有良好的生物功能性、耐生物老化性、生物相容性好、组织相容性、血液相容性易于加工成型和消毒。医用高分子材料的发展从1936年就开始了到2000年为止，已经走过了六七十年。发展也取得了很大的成果。医用高分子材料的分类分为天然医用高分子材料、人工合成医用高分子材料。而医用合成高分子材料中又分为合成可降解和合成不可降解高分子材料。首先来讲一下天然医用高分子材料。比如胶原，它的来源有结缔组织。特性有生物相容性好、无抗原性等。用途是创伤愈合、组织工程材料及缓释材料等。还有白蛋白，它的来源是血浆、胎盘血、基因重组。还有纤维蛋白，来源也是血浆。它们的特性就不多讲了。它的用途是做止血粉。创伤辅料、组织粘合剂等。明胶来源是胶原经高温变性制得。甲壳素与壳聚糖来源于节肢动物的翅膀或外壳真菌。这些都是高分子材料。还有一些可降解的高分子材料，也对我们起到了很好的医疗作用。 生物医用高分子材料的应用也有很多方面。比如人工脏器，它分为人工血管、人工心脏等。还有人工皮肤也是应用较为广泛的一个。修复性医用高分子材料用在眼科、骨科、齿科等方面。要用高分子材料主要是给人服用。整个医用高分子材料的发展，从材料角度。第一代是惰性分子、第二代是可吸收高分子。第三代是活性高分子。所以，近年来，人们对生物活性高分子材料的研究一直很关注。研究力度也在加大。人们也在探索研究新型的高分子材料。所以，它的应用与使用前景还是很广的。最后一个是纳米医用生物材料。纳米材料由尺寸小于100纳米的超细颗粒构成的。具有小尺寸效应的零维、一维、二维材料或有他们作为基本单元构成的三维材料的总称。纳米材料具有很多特性。有表面效应、小尺寸效应，还有光学特性、磁学特性等。而纳米生物医用材料就用到了小粒径效应、表面效应、界面效应。按材料及结构分类，可以把纳米生物医用材料分为无机纳米粒子、纳米涂层、聚合物微球、脂质体。按应用分类可以分为组织植物体、药物输送、基因传染、生物分离、生物传感。医用纳米材料对人体有许多特别的效果。如对生物蛋白的活性就有影响。对细胞、组织的行为也有影响。纳米介、纳米脂质体、纳米聚合物微球都是纳米材料在生物医用上的应用。纳米生物医用材料的发展历史比较短。理论和实验研究俊处于飞速发展阶段。绝大多数处于实验研究阶段。而且产业化相对较弱。但是它的发展趋势却很强。相信随着纳米技术的开发和研究。生物医用纳米材料也将得到快速发展。 总的来说，学完这个课程，让我对生物医用材料有了很多的了解。我也相信，随着科技的发展，生物医用材料将会有更大的发展。